Question

【題目】研究人員用粗糙脈孢菌對有性生殖過程中同種基因之間的關系進行研究。粗糙脈孢菌的菌絲體每個細胞核中具有1個染色體組（n）。有性生殖時，菌絲體產(chǎn)生分生孢子（n）后，兩個分生孢子融合成為合子（2n），合子減數(shù)分裂產(chǎn)生4個單倍體核（n），之后經(jīng)過一系列過程發(fā)育為新的子代菌絲體（n）。

（1）若某菌絲體的基因型是A，另一菌絲體的基因型是a，在不考慮變異的情況下，二者雜交產(chǎn)生的后代菌絲體的基因型為_________種，比例為_________。

（2）將2個A基因（存在于一個DNA分子上）同時轉(zhuǎn)入A基因缺失的菌株中，將轉(zhuǎn)基因菌株與A基因缺失菌株進行雜交。雜交后代均未出現(xiàn)A基因所決定的表現(xiàn)型。對親本菌體及減數(shù)分裂產(chǎn)生的4個單倍體核對應的后代進行A基因及表現(xiàn)型檢測，結果如下所示。

①根據(jù)圖1結果可以看出，后代1、2 各自的左右兩條帶的電泳結果不同，表明_________；右側(cè)的條帶中，后代1、2與轉(zhuǎn)A基因親本不同，表明后代中A基因_________。

②后代3、4均未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型的最可能原因是_________。

（3）親本1與親本2雜交，對親本菌體及某一合子產(chǎn)生的4個單倍體核對應的后代進行A基因及表現(xiàn)型檢測（處理和檢測方法與（2）相同）。親本菌體中的基因分布及檢測結果如下圖2所示（親本1與親本2所示兩條染色體相同）。

①減數(shù)分裂過程中，染色體的行為包括_________之間交叉互換，同源染色體分離和非同源染色體自由組合等。若僅考慮染色體的上述行為，不考慮其他變異情況，同時所有基因均可正常表達，理論上二者后代會出現(xiàn)_________基因型，均__________（填能或不能）出現(xiàn)A基因決定的性狀。

②據(jù)圖2可知，實際二者雜交時，在后代中來自親本_________的A基因沒有發(fā)生改變。雜交后每個合子產(chǎn)生的后代為有A基因表現(xiàn)型∶無A基因表現(xiàn)型為1∶1的現(xiàn)象，出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因是，_________。

（4）綜合上述可以推測，在_________情況下后代中會出現(xiàn)基因發(fā)生改變的現(xiàn)象。

Answer 1

【答案】2 1∶1 其DNA片段的核苷酸被某種基團修飾 出現(xiàn)突變 在減數(shù)分裂時A基因未被分配到后代3、4對應的單倍體核中，所以后代3、4未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型 四分體的非姐妹染色單體 4種 能 2 親本1的A基因出現(xiàn)了突變和被某種基團修飾的現(xiàn)象，改變后的基因不能控制A基因的相應表型。而親本2的A基因沒有發(fā)生變化且經(jīng)減數(shù)分裂分配給了四個單倍體核中的兩個，這樣的兩個單倍體核發(fā)育而成的后代出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型 2個（多個）相同的A基因同時出現(xiàn)在分生孢子中

【解析】

該題主要結合了減數(shù)分裂和粗糙脈孢菌特殊的增殖方式來考察學生對減數(shù)分裂過程中同源染色體的分離、非同源染色體的自由組合以及配子的生成情況的熟練程度，同時結合電泳的方式來考察學生能對比電泳結果來分析親子代之間基因的遺傳和變異情況的能力。

（1）菌絲體的基因型是A，另一菌絲體的基因型是a，因此兩者產(chǎn)生的孢子分別為A和a，合子的基因型為Aa，其進行減數(shù)分裂可以產(chǎn)生四個單倍體核，分別為A、A、a、a，所以在不考慮變異的情況下，二者雜交產(chǎn)生的后代菌絲體的基因型有2種，比例為1:1；

（2）①根據(jù)圖示結果可以看出，后代1、2 各自的左右兩條帶的電泳結果不同，左側(cè)均未被切割成小的DNA片段，表明未被Sau3A識別，證明其DNA片段的核苷酸被某種基團修飾，不能被Sau3A識別；右側(cè)的條帶中，后代1、2與轉(zhuǎn)A基因親本不同，說明該基因的序列發(fā)生了改變，部分序列不能被MboⅠ識別和切割，所以產(chǎn)生的DNA片段不同，證明A基因發(fā)生了突變；

②該實驗讓轉(zhuǎn)基因菌株A與A基因缺失突變體雜交，電泳結果表明3、4個體不含有A基因，所以可能是在減數(shù)分裂時A基因未被分配到后代3、4對應的單倍體核中，所以后代3、4未出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型；

（3）①在細胞進行減數(shù)分裂時，可以發(fā)生四分體的非姐妹染色單體的交叉互換；根據(jù)圖可知親本1的基因型為A1A1，親本2的基因型為A2O，根據(jù)同源染色體的位置可知雜交后產(chǎn)生的合子基因型為A1A2A1O，在減數(shù)分裂后產(chǎn)生的4個單倍體核的基因型分別為A1A1、A1O、A1A2、A2O，共四種基因型；均能表現(xiàn)出A基因的性狀；

②對比子代與親本的電泳結果可知，三個合子產(chǎn)生的后代中凡是表現(xiàn)A基因性狀的個體均含有與親本2的電泳結果相同的兩條帶，所以來自親本2的基因沒有發(fā)生改變；在上一空中已經(jīng)知道來自親本2的A基因沒有發(fā)生改變，即其提供的A2基因是正常的，而雜交后每個合子產(chǎn)生的后代為有A基因表現(xiàn)型∶無A基因表現(xiàn)型為1∶1的現(xiàn)象，所以兩親本雜交產(chǎn)生的合子減數(shù)分裂形成的4個單倍體核中只有2個是正常的，結合上一小題可推測含有A1但不含有A2的個體均為正常表現(xiàn)A基因的性狀，可能是親本1的A基因出現(xiàn)了突變和被某種基團修飾的現(xiàn)象，改變后的基因不能控制A基因的相應表型。而親本2的A基因沒有發(fā)生變化且經(jīng)減數(shù)分裂分配給了四個單倍體核中的兩個，這樣的兩個單倍體核發(fā)育而成的后代出現(xiàn)A基因決定的表現(xiàn)型；

（4）根據(jù)上述結果可以分析A基因發(fā)生改變更多的是發(fā)生在2個（多個）相同的A基因同時出現(xiàn)在分生孢子中。